(57)【要約】【課題】光触媒反応の効率を向上させ得るような光触媒反応装置を提供する。【解決手段】光触媒反応装置は、多孔質材料からなる触媒支持層２、および触媒支持層２上に設けられた光触媒層３Ａ、３Ｂを備えている光触媒部材１を備えている。光触媒層３Ａに対してレーザー光Ｌを照射することによって光触媒反応を生じさせる。レーザー光の光軸Ｌが光触媒層３Ａの表面に対してθ傾斜している。【選択図】              図１
2005007300.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
多孔質材料からなる触媒支持層、およびこの触媒支持層上に設けられた光触媒層を有する光触媒部材を備えており、前記光触媒層に対してレーザー光を照射することによって光触媒反応を生じさせる装置であって、
前記レーザー光の光軸が前記光触媒層の表面に対して傾斜していることを特徴とする、光触媒反応装置。
【請求項２】
複数の前記触媒支持層を備えており、複数の前記触媒支持層が所定方向に配列されていることを特徴とする、請求項１記載の装置。
【請求項３】
前記触媒支持層の前記光軸方向の長さが５ｃｍ以上であることを特徴とする、請求項１または２記載の装置。
【請求項４】
前記多孔質材料がセラミック焼結体であることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一つの請求項に記載の装置。
【請求項５】
前記多孔質材料が、不織布または織布からなることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一つの請求項に記載の装置。
【請求項６】
複数の前記触媒支持層が、前記不織布を折り畳むことによって形成されていることを特徴とする、請求項５記載の装置。
【請求項７】
隣接する前記触媒支持層の間にスペーサーが挟まれていることを特徴とする、請求項２〜６のいずれか一つの請求項に記載の装置。
【請求項８】
前記スペーサー上に光触媒層が形成されていることを特徴とする、請求項７記載の装置。
【請求項９】
前記スペーサー上に、前記レーザー光を反射する反射部が設けられていることを特徴とする、請求項７記載の装置。
【請求項１０】
前記触媒支持層の両面に前記光触媒層が設けられていることを特徴とする、請求項１〜９のいずれか一つの請求項に記載の装置。
【請求項１１】
前記触媒支持層の一方の面側に前記レーザー光を照射し、前記触媒支持層の他方の面側に被処理物質を供給することを特徴とする、請求項１〜１０のいずれか一つの請求項に記載の装置。
【請求項１２】
前記触媒支持層の一方の面側に前記レーザー光を照射し、前記触媒支持層の前記一方の面側に被処理物質を供給することを特徴とする、請求項１〜１０のいずれか一つの請求項に記載の装置。
【請求項１３】
前記触媒支持層の前記両面側に前記レーザー光を照射することを特徴とする、請求項１０記載の装置。
【請求項１４】
前記光触媒部材へと前記被処理物質を供給する前に、前記被処理物質からダストを除去するためのダスト除去機構を備えていることを特徴とする、請求項１１〜１３のいずれか一つの請求項に記載の装置。
【請求項１５】
前記光触媒層への吸着物を洗浄するための洗浄機構を備えていることを特徴とする、請求項１〜１４のいずれか一つの請求項に記載の装置。
【請求項１６】
ハニカム構造体、およびこのハニカム構造体の細孔に面する内壁面に設けられた光触媒層を有する光触媒部材を備えており、前記光触媒層に対してレーザー光を照射することによって光触媒反応を生じさせる装置であって、
前記レーザー光の光軸が前記光触媒層の表面に対して傾斜していることを特徴とする、光触媒反応装置。
【請求項１７】
前記ハニカム構造体の前記光軸方向の長さが５ｃｍ以上であることを特徴とする、請求項１６記載の装置。
【請求項１８】
前記ハニカム構造体の前記細孔の一方の開口側に前記レーザー光を照射し、前記細孔の他方の開口側に被処理物質を供給することを特徴とする、請求項１６または１７記載の装置。
【請求項１９】
前記細孔の一方の開口側に前記レーザー光を照射し、前記細孔の前記一方の開口側に被処理物質を供給することを特徴とする、請求項１６または１７記載の装置。
【請求項２０】
前記光触媒部材へと前記被処理物質を供給する前に、前記被処理物質からダストを除去するためのダスト除去機構を備えていることを特徴とする、請求項１６〜１９のいずれか一つの請求項に記載の装置。
【請求項２１】
前記光触媒層への吸着物を洗浄するための洗浄機構を備えていることを特徴とする、請求項１６〜２０のいずれか一つの請求項に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光触媒反応装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】新しい浄化方法として、光触媒を利用した浄化方法が提案されている。光触媒は、半永久的に有機物質の分解が行えるという利点があるものの、分解反応が紫外線照射部分の表面に限られる為、膜状に被覆した場合、被処理体との接触効率が悪く、吸着剤に比較して除去能力が劣るという問題がある。そこで、特許文献１、特許文献２、特許文献３には、吸着剤の吸着力と光触媒の分解力の双方の機能を利用したハイブリッド型の光触媒が提案されている。
【特許文献１】
特開平９−２４９８２４号公報
【特許文献２】
特開平１０−９４５８７号公報
【特許文献３】
特開２０００−１０２７３６号公報
【０００３】また、特許文献４には、紫外線ランプからの紫外線を光触媒に照射するのに際して、光触媒効率を向上させ、かつ取り扱い易い光触媒カートリッジが開示されている。
【特許文献４】
特許第３３５４２７３号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】光触媒反応装置の光源には、低圧水銀灯やブラックライトを使用することが一般的である。しかし、これらの拡散光源を用いた場合、光強度が距離の二乗に反比例する。このため、奥行きが例えば５ｃｍ以上ある光触媒反応装置では、光が反応装置の奥の方にある光触媒層に充分に届かない。このため、光触媒反応装置の奥行きを大きくして、光触媒層の表面積を大きくし、反応効率を向上させることができない。
【０００５】このため、本発明者は、拡散光源ではなく、奥まで充分に進入するレーザー光を、奥行きの深い触媒支持体（例えばハニカム構造体）へと照射することを検討した。しかし、レーザー光は、距離による光強度の低下が少ない代りに、直進性がきわめて優れているために、光がハニカム構造体の細孔を突き抜けてしまい、光触媒層において有効に利用されず、光触媒反応の効率を、ある程度以上向上させることが難しい。
【０００６】本発明の課題は、光触媒反応の効率を向上させ得るような光触媒反応装置を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】第一の態様に係る発明は、多孔質材料からなる触媒支持層、およびこの触媒支持層上に設けられた光触媒層を備えている光触媒部材を備えており、光触媒層に対してレーザー光を照射することによって光触媒反応を生じさせる装置であって、レーザー光の光軸が光触媒層の表面に対して傾斜していることを特徴とする。
【０００８】本発明者は、光触媒層に対してレーザー光を照射することによって光触媒反応を生じさせるの共に、レーザー光の光軸を光触媒層の表面に対して傾斜させるように構成することを想到した。この結果、レーザー光の直進性を有効に利用し、長い距離にわたって光触媒層へと有効に照射することができる。これによって、光触媒部材における光触媒反応の効率を向上させることが可能となった。
【０００９】また、第二の態様に係る発明は、ハニカム構造体、およびこのハニカム構造体の細孔に面する内壁面に設けられた光触媒層を備えている光触媒部材を備えており、光触媒層に対してレーザー光を照射することによって光触媒反応を生じさせる装置であって、レーザー光の光軸が光触媒層の表面に対して傾斜していることを特徴とする。
【００１０】本発明者は、ハニカム構造体の細孔中にレーザー光を照射することによって光触媒反応を生じさせるの共に、レーザー光の光軸を光触媒層の表面に対して傾斜させるように構成することを想到した。この結果、レーザー光の直進性を有効に利用し、ハニカム構造体の細孔内において、長い距離にわたって光触媒層へと有効に照射することができる。これによって、光触媒部材における光触媒反応の効率を向上させることが可能となった。
【００１１】第一の発明、第二の発明においては、レーザー光の光軸が光触媒層の表面に対して傾斜している。この傾斜角度θは、本発明の作用効果の観点からは、０．１°以上であることが好ましく、０．２５°以上であることが更に好ましい。一方、θが大きくなりすぎると、反応装置の単位体積あたりの表面積を大きくすることが困難となる。従って、傾斜角度θは、本発明の作用効果の観点からは、２０°以下であることが好ましく、１０°以下であることが更に好ましい。
【００１２】
【発明の実施の形態】光触媒を構成する物質の種類は特に限定されず、ＴｉＯ２、ＳｎＯ２、ＷＯ３、ＺｎＯ、ＳｒＴｉＯ３等の光触媒物質を例示できる。アナターゼ型酸化チタンが特に好ましい。
【００１３】光触媒層内にはパインダーを更に含有させることができる。このようなバインダーとしては、アルコキシシラン、シリカゾル等の無機バインダーが好ましい。
光触媒層には吸着剤を添加することができる。このような吸着剤としては、ゼオライトや活性炭等を例示できる。
【００１４】光触媒層を製造するには、例えば、基体上に、光散乱粒子、および光触媒機能を持つ光触媒粒子を含む塗布液からなる塗膜を形成し、この塗膜を少なくとも乾燥させる。この塗布液の分散媒は特に限定されず、水であってよく、エタノール、プロパノール、ブタノール等のアルコールなどの有機溶媒であってよく、水と有機溶媒との混合物であってよい。また、塗布液の塗布方法は特に限定されず、ディップコート、スピンコート、スプレーコートなどであってよい。
【００１５】ゾルゲル法の場合には、例えばチタンアルコキシドをアルコール等の溶媒に溶かし、アミン類を安定化分散剤として用い、酸を解膠作用の目的に添加して調整する。又、上記光触媒の担持方法としてゾルゲル法を用いる場合、触媒活性の高いアナターゼ型にするためには、焼成を３００〜７００℃で行うこともできる。
【００１６】また、光触媒層を、物理的気相成長法、化学的気相成長法、有機金属化学的気相成長法などの気相法によって成膜することもできる。
【００１７】図１は、本発明の一実施形態に係る光触媒反応装置用の光触媒部材１を模式的に示す図である。本例においては、複数の平板状の触媒支持層２を配列している。各触媒支持層２の一方の面２ａ、他方の面２ｂを被覆するように、それぞれ光触媒層３Ａ、３Ｂが形成されている。複数の触媒支持層２が、図１において、レーザー光の光軸Ｌに対して略垂直方向へと向かって配列および積層されている。各触媒支持層２上の各光触媒層３Ａの表面３ａの方向Ｃは、レーザー光の光軸Ｌに対して角度θだけ傾斜している。また、隣接する触媒支持層２上の各光触媒層３Ａのなす角度は２θになっている。この結果、各触媒支持層２はジグザグに形成され、図示しない保持部材によって形状保持されている。隣接する触媒支持層２の間においては、一方の面２ａ側には、断面楔形の空隙４が形成されており、他方の面２ｂ側には、断面楔形の空隙５が形成されている。
【００１８】本例の光触媒部材を被処理物質の汚染除去用途に使用する場合には、一方の面２ａ側から矢印Ｌのようにレーザー光を照射し、他方の面２ｂ側から矢印Ａのように被処理物質を流す。被処理物質Ａは、光触媒層３Ｂに接触し、多孔質材料からなる触媒支持層２を透過し、光触媒層３Ａを透過し、矢印Ｂのように排出される。
【００１９】また、図２の光触媒装置においては、光触媒部材の一方の面２ａ側にレーザー光Ｌを照射すると共に、一方の面２ａ側に被処理物質を矢印Ａのように供給する。被処理物質Ａは、光触媒層３Ａに接触し、多孔質材料からなる触媒支持層２を透過し、光触媒層３Ｂを透過し、矢印Ｂのように排出される。
【００２０】図３の光触媒反応装置においては、一方の面２ａ側から矢印Ｌのようにレーザー光を照射し、かつ，他方の面２ｂ側から矢印Ｒのようにレーザー光を照射する。そして、他方の面２ｂ側から矢印Ａのように被処理物質を流す。被処理物質Ａは、光触媒層３Ｂに接触し、多孔質材料からなる触媒支持層２を透過し、光触媒層３Ａを透過し、矢印Ｂのように排出される。
【００２１】第一の発明において好ましくは、複数の光触媒部材を設け、複数の光触媒部材を所定方向に配列する。この例は例えば図１〜図３に示した。
【００２２】また、第一の発明において好ましくは、触媒支持層の光軸Ｌ方向の長さＴ（図１参照）が５ｃｍ以上である。これが５ｃｍを超えると、拡散光源からの光の減衰が大きくなるので、本発明が一層効果的である。
【００２３】また、第一の発明において、多孔質材料は特に限定されず、セラミックス、ガラス、金属、セラミックス−金属複合体であってよい。特に好ましくは、多孔質材料がセラミック焼結体である。これにはコージェライト、アルミナを例示できる。
【００２４】本発明においては、触媒支持層の一方の面のみに光触媒層を形成できるが、特に好ましくは触媒支持層の両面に光触媒層を設けることができる。この実施形態は図１〜図３に示した。この場合、レーザー光を矢印Ｌのように一方の面２ａ側からのみ照射する場合には、他方の面２ｂ側の光触媒層３Ｂの活性を向上させるためには、触媒支持層２が透明または半透明であることが好ましい。また、図３に示すように、矢印Ｌ、Ｒのように両面からそれぞれレーザー光を照射することができる。
【００２５】また、本発明においては、触媒支持層の一方の面側にレーザー光を照射し、触媒支持層の他方の面側に被処理物質を供給することができる。
被処理物質中に含まれるダストが光触媒層上に堆積し、光触媒層を被覆すると、光触媒層の触媒活性が低下する。本実施形態においては、触媒支持層から見て、レーザー光の照射面と被処理物質の供給面とを反対側にしている。これによって、被処理物質中のダストは、レーザー光が直接照射される光触媒層上ではなく、触媒支持層の他方の面側に堆積する。従って、被処理物質中のダストの堆積による触媒活性の低下を抑制できる。
【００２６】前記の被処理物質は特に限定されない。被処理物質は、例えば、有害成分や汚染成分を含むガスであってよく、液体であってよい。汚染物質ないし有害物質としては、ＶＯＣ、ＮＯｘ、ダイオキシン、色度成分、ＣＯＤ、トリハロメタン、環境ホルモン、ＰＯＰＳ、重金属などであってよい。
【００２７】レーザー光の種類、波長、出力は特に限定されず、目的とする光触媒作用に応じて選定される。レーザー光源としては、例えば赤色半導体レーザーと光学非線形素子の一種であるＳＨＧを組み合わせた全固体紫外レーザーを例示できる。また、レーザー光の波長は、例えば、ＤＶＤ−Ｒ用に市販されている発振波長６６０ｎｍの赤色レーザー光をＳＨＧ素子で変換した３３０ｎｍである。
【００２８】第一の発明の好適な実施形態においては、多孔質材料が、不織布または織布からなる。特に好ましくは、不織布を折り畳むことによって、複数の触媒支持層を形成することができる。これによって、任意の形態の触媒支持層を容易に形成できる。
【００２９】また、隣接する触媒支持層の間にスペーサーを挟むことによって、触媒支持層の形態を保持することが有利である。特に、不織布を折り畳むことによって複数の触媒支持層を形成した場合には、隣接する触媒支持層の間にスペーサーを挟むことが特に有利である。
【００３０】この場合には、スペーサー上にも光触媒層を形成することによって、装置の光触媒効率を一層向上させることができる。また、スペーサー上に、レーザー光を反射する反射部を設けることできる。これによって、スペーサーに照射されたレーザー光を反射し、触媒支持層上の光触媒層へと照射することができるので、レーザー光の出力の利用効率が一層高くなる。
【００３１】図６は、本実施形態の光触媒部材１３を概略的に示す斜視図である。図４は、本実施形態の光触媒部材１３を示す正面図であり、図６において矢印ＩＶ側から見た図である。図５は、図４の光触媒部材１３を、図６において矢印Ｌ側から見た図である。
【００３２】光触媒部材１３においては、不織布を折り畳むことによって、複数の触媒支持層１０をジグザグ形状に成形している。各触媒支持層１０の一方の面１０ａを被覆するように光触媒層１１が形成されている。複数の触媒支持層１０が、図４において、レーザー光の光軸Ｌに対して略垂直方向へと向かって配列および積層されている。各触媒支持層１０上の各光触媒層１１の表面１１ａの方向Ｃは、レーザー光の光軸Ｌに対して角度θだけ傾斜している。また、隣接する触媒支持層１０上の各光触媒層１１の表面１１ａのなす角度は２θになっている。この結果、各触媒支持層２はジグザグに形成されている。隣接する触媒支持層１０の間においては、一方の面１０ａ側には、断面楔形の空隙４が形成されており、他方の面１０ｂ側には、断面楔形の空隙５が形成されている。
【００３３】各空隙４中には、図５、図６に示すように、波形に成形されたスペーサー１２が挿入されており、スペーサー１２によって、隣接する各触媒支持層１０の位置が固定されている。本例では、例えば、スペーサー１２の表面を鏡面とすることによって、レーザー光Ｌをスペーサー１２の表面で反射し、各光触媒反応装置１１へと照射することができる。
【００３４】本例の光触媒部材を被処理物質の汚染除去用途に使用する場合には、触媒支持層１０の一方の面１０ａ側から矢印Ｌのようにレーザー光を照射し、他方の面１０ｂ側から矢印Ａのように被処理物質を流す。被処理物質Ａは、多孔質材料からなる触媒支持層１０を透過し、光触媒層１１を透過し、矢印Ｂのように排出される。
【００３５】また、図７に示すように、スペーサー１２Ａの本体１２ａ上に、反射層１４Ａ、１４Ｂを設けることができる。反射層１４Ａ、１４Ｂの材質としては、最上部にＳｉＯ２等の保護膜を設けたアルミニウム、誘電体多層膜を例示できる。
【００３６】あるいは、スペーサー１２Ａの本体１２ａ上に、光触媒層１４Ａ、１４Ｂを設けることができる。光触媒層１４Ａ、１４Ｂは、前述したものと同様のものである。
【００３７】図８は、第二の発明に係る光触媒部材２０を概略的に示す断面図である。本例においては、ハニカム構造体２１を準備する。ハニカム構造体２１には細孔２１ａが設けられている。２１ｂ、２１ｃは各細孔２１の開口である。そして、各細孔２１中には、光触媒物質からなる層２２が形成されており、光触媒層２２の内側に流通孔２３が形成されている。本例では、流通孔２３の孔径は、開口２１ｂから２１ｃへと向かって徐々に小さくなっている。各流通孔２３は、レーザー光の光軸Ｌに対して略垂直方向へと向かって配列されている。
【００３８】各光触媒層２２の表面２２ａの方向Ｃは、レーザー光の光軸Ｌに対して角度θだけ傾斜している。また、同じ細孔２１ａ内で隣接する光触媒層２２のなす角度は２θになっている。
【００３９】本例の光触媒部材２０を被処理物質の汚染除去用途に使用する場合には、一方の開口２１ｂ側から矢印Ｌのようにレーザー光を照射し、他方の開口２１ｃから被処理物質を矢印Ａのように流す。被処理物質Ａは、細孔の流通孔２３内で触媒作用を受け、矢印Ｂのように開口２１ｂから排出される。ただし被処理物質は開口２１ｂ側から矢印Ｌのように流して、開口２１ｃから排出させても良い。
【００４０】ここで、被処理物質、光触媒層の構成は、前述したとおりである。また、ハニカム構造体それ自体は公知のものであり、その材質は限定されず、例えばセラミックス、金属、セラミックス−金属複合体であってよい。
【００４１】第二の発明においては、ハニカム構造体２１の光軸Ｌ方向の長さＴが５ｃｍ以上になると、本発明の作用効果が特に顕著となる。
【００４２】第一、第二の発明においては、光触媒部材へと被処理物質を供給する前に、被処理物質からダストを除去するためのダスト除去機構を設けることができる。あるいは、触媒層への吸着物を洗浄するための洗浄機構を設けることができる。これによって、被処理物質中のダストの光触媒層上への堆積による、光触媒効率の低下を抑制できる。
【００４３】例えば図９のブロック図に示すように、被処理物質（例えば被処理ガス）を矢印Ｄのようにダスト除去設備２５へと供給し、ダスト除去設備通過後の被処理物質を矢印Ａのように光触媒反応部２６へと送る。反応部２６内には、前述した第一、第二の発明に係る各光触媒部材が内蔵されている。そして、レーザー光源２７から矢印Ｌのようにレーザー光を照射し、清浄ガスを矢印Ｂのように排出する。ダスト除去装置２５がある場合は、光触媒表面には基本的にはダストは堆積せず、触媒表面には被処理物質の反応副生成物のみが光触媒上に蓄積する。これらの反応副生成物は清浄機構２８を用いて洗浄除去する。
【００４４】このようなダスト除去設備としては、フィルター、スクラバー、電気集塵装置を例示できる。
また、清浄機構としては、ジェット水流洗浄装置、薬品洗浄装置を例示できる。
【００４５】
【実施例】（実施例１）
図１に示すような形態の光触媒部材１を作製した。幅３０ｍｍ、厚さ１ｍｍ、奥行き３０ｍｍ、５０ｍｍ、１００ｍｍ、３００ｍｍまたは５００ｍｍのコージェライト製多孔質板２を焼成した。多孔質板２の表面２ａ、２ｂに、光触媒として酸化チタン用スラリーをディップコートし、４００℃で１時間焼成した。これを６６枚用いて、図１に示すようなＶ字構造とし、Ｖ字構造を３３段積層した。隣接する各多孔質板２は、無機接着剤で封口し、固定し、反応装置に組み込んだ。θは０．６°である。
【００４６】光源は、半導体赤色レーザーにＳＨＧ素子を組み合わせた波長３６０ｎｍ出力５０ｍＷの紫外光レーザーを２００個組み合わせ、総出力１０Ｗのシステムを使用した。この反応装置に、処理ガスとしてアセトアルデヒド１００ｐｐｍを含む空気を流量１Ｎｍ３／ｍｉｎで通し、処理特性を計測した。光の照射方向に対してガスは対向で流した。
【００４７】比較のため、この装置の光源を２００Ｗのブラックライト（紫外線出力１０Ｗ）に交換したものついて、測定を行なった。測定結果を表１示す。
【００４８】
【表１】
2005007300.tif 000003
【００４９】奥行きＴが５ｃｍ未満では、レーザーとブラックライトでの測定結果に大きな差が認められない。しかし、奥行きＴが５ｃｍ以上になると、レーザー光源を使用した場合には、ブラックライトを使用した場合と比べて、処理能力、量子効率が高くなることが確認された。
【００５０】（実施例２）
図４〜図７に示す光触媒部材１３を作製した。具体的には、幅３０ｍｍ、厚さ３ｍｍ、長さ３３ｍのガラス繊維の不織布を用意し、５０ｃｍ単位で折りたたみ、Ｖ字構造の積層体を形成した。この表面に光触媒１１として市販の常温硬化型の酸化チタンをディップコートし、乾燥、硬化させ、反応装置に組み込んだ。θが１°に保持できるように、あらかじめガラス繊維不織布と同じ光触媒１４Ａ、１４Ｂをコートした金属製のスペーサー１２Ａを挿入した。光源は、実施例１と同じシステムを使用した。この反応装置に処理ガスとしてアセトアルデヒド５０ｐｐｍを含む空気を流量１Ｎｍ３／ｍｉｎで通し、処理特性を計測した。光の照射方向に対して、ガスを対向方向に流した。
【００５１】比較のため、光触媒をコートしていない金属製スペーサーと鏡面加工したスペーサーを用いた実験も行なった。評価結果を表２に示す。
【００５２】
【表２】
2005007300.tif 000004
【００５３】このように、スペーサー表面に鏡面処理を施したり、光触媒層を設けることによって、光触媒効率、量子効率を一層向上させ得ることが分かった。
【００５４】（実施例３）
図８に示す光触媒部材２０を作製した。具体的には、断面が１５０ｍｍ×１５０ｍｍ、壁厚１ｍｍ、開口部形状５ｍｍ角、長さ５００ｍｍのコージェライト製ハニカム構造体を準備した。
本発明例においては、平均粒径３ミクロンの酸化チタンを水溶性バインダーを含む水溶液に懸濁させたスラリーに多層ディップコートを行ない、ハニカムの口径が連続的に変化させたものを作製した。多層ディップコートは、最初に５００ｍｍ全体をスラリーにディップし、引き上げた後、１００℃で乾燥する。乾燥後、上部１００ｍｍ残して４００ｍｍをディップし、引き上げた後、１００℃で乾燥する。同様に上部２００ｍｍ残して３００ｍｍをディップし、引き上げ、乾燥する。次いで、上部３００ｍｍ残して２００ｍｍをディップし、引き上げ、乾燥する。次いで、上部４００ｍｍ残して１００ｍｍをディップ、引き上げ、乾燥を行なった。乾燥後のハニカムを４５０℃で１時間焼成した。この結果、上部開口部形状は約５ｍｍ角、下部開口部形状はφ約１ｍｍとなった。
【００５５】比較例においては、ハニカム構造体の細孔中に、酸化チタン光触媒ゾルに平均膜厚０．２μｍになるようディップコートし、乾燥後、４００℃で５時間、焼成を行なった。
【００５６】本発明例および比較例の各光触媒部材を反応管に入れ、実施例１のガスおよび紫外線光源を用いて評価を行なった。その結果を表３に示す。
【００５７】
【表３】
2005007300.tif 000005
【００５８】比較例においては、レーザー光の透過率が３８．５％と大きく、光触媒に光が有効に当らないため、処理速度、量子効率とも低かった。本発明例においては、レーザー光が有効に利用されていることが確認された。
【００５９】（実施例４）
実施例２の装置を用い、処理ガスの流す方向をガスと光照射方向が並流になるようにした場合と、ガスと光照射方向が向流になるように試験を行ない、比較を行なった。ガスにはベンゼンと粉塵を含む実際の排ガスを使用した。結果を図１０に示す。初期は両者共ほぼ同じ特性を示したが。時間がたつに従って、処理ガスの流す方向と光照射方向が並流の場合は、ベンゼンの分解性能が大きく低下した。試験後のガラス繊維不織布を調査したところ、並流運転した場合は、光触媒上に粉塵が堆積して光触媒を被覆してしまったため、光触媒に光があたる面積が減少したためと判明した。しかし、堆積したダストを除去後に再び並流運転した場合は、分解性能は回復した。また、前段にダスト除去機能を付加した場合は、ベンゼンの分解性能は高い状態で維持することができた。一方、向流運転した場合は、ガラス繊維不織布がフィルターの役目をしたため、粉塵が光触媒側に通過せず、光触媒の受光面積が減少しなかった。
【００６０】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、光触媒反応の効率を向上させ得るような光触媒反応装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】光触媒部材１を模式的に示す図であり、レーザー光Ｌに対して被処理物質Ａが反対方向から供給されている。
【図２】光触媒部材１を模式的に示す図であり、レーザー光Ｌに対して被処理物質Ａが同じ方向から供給されている。
【図３】光触媒部材１を模式的に示す図であり、レーザー光Ｌ、Ｒが触媒支持層２の両側から照射されている。
【図４】光触媒部材１３を模式的に示す図である。
【図５】光触媒部材１３のスペーサー１２の形態を示す図である。
【図６】光触媒部材１３を概略的に示す斜視図である。
【図７】他のスペーサー１２Ａの形態を示す図である。
【図８】ハニカム構造体を利用した光触媒部材２０を模式的に示す断面図である。
【図９】本発明の実施形態に係る光触媒反応装置のブロック図である。
【図１０】実施例４において、被処理物質の反応速度と経過時間との関係を示すグラフである。
【符号の説明】１、１３、２０  光触媒部材        ２、１０  触媒支持層    ３Ａ、３Ｂ、１１  光触媒層        ３ａ、１１ａ  光触媒層の表面      ４、５  空隙        １２、１２Ａ  スペーサー        １４Ａ、１４Ｂ  反射層あるいは光触媒層        ２１  ハニカム構造体        ２１ａ  細孔    ２１ｂ、２１ｃ  細孔２１の開口        ２２  光触媒層        ２２ａ  光触媒層の表面        ２５  ダスト除去設備        ２６  光触媒反応部    ２７  レーザー光源        ２８  洗浄機構        Ａ  被処理物質      Ｂ  反応後の被処理物質        Ｌ、Ｒ  レーザー光の光軸        Ｔ  光触媒部材の奥行き        θ  光触媒層の表面とレーザー光の光軸とがなす角度
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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